Устройство для моделирования систем массового обслуживания

СОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 8743 94 СОб Р 15 20 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП АНИЕ ИЗО ТЕН Н АВТОРСНО3% Р 31А.Д. Хомон к СССР,1982,СР1985. етельство Р 1520, ельство С Р 1520 (54)СИСТ (57) ВО ДЛЯ МОДБЛИРООГО ОБСЛУЖИВАНИЯние относится кке и может бытьследовании сист СТРОЙМАССОзобрей технпри АН ычислиспольль ован ас ь(56) Авторское свидКф 1108459, кл. С 0Авторское свидеУ 1275466, кл. С 0 СВИДЕТЕПЬС 3 ВУ сового обслуживания и сетей массо" ваго обслуживания, состоящих из нескольких систем массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных из-за отказов обслуживающих приборов. Цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены элементы И, элемент ИЛИ и триггер.Данное устройство может быть использовано при исследовании функционирования систем и сетей массового обслуживания с ненадежными каналами обслу-анияе 2 илаВ.вИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь,зовано при исследовании систем массового обслуживания и сетей массового обслуживания, состоящих из нескольких систем массового обслуживания.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных изтза отказов обслуживающих приборов,На фиг. 1 приведена структурная,схема устройства; на фиг. 2 - схема 15блока случайных временных задержек.Устройство содержит генератор 1случайного потока импульсов заявок,счетчик 2 общего числа заявок, первый 3 и второй 4 счетчики числа зая О,И, первый 11 - шестой 16 элементызапрета, первый 17 - седьмой 23 элементы ИЛИ, первый 24 и второй 25 25блоки случайных временных задержек,первый 26 и второй 27 вероятностнораспределительные блоки, первый 28 -четвертый 31 реверсивные счетчики,первый 32 - четвертый 35 многовхо- ЗОдовые элементы И, первый 36 и второй37 многовходавые элементы ИЛИ, первый 38 и второй 39 счетчики числазаявок, получивших отказ в обслуживании из-за отказов обслуживающих приборов, седьмой 40 и восьмой 41 элементы И, восьмой элемент ИЛИ 42,триггер 43 и входы 44 и 45.Блоки 24 и 25 случайных временныхзадержек содержат элементы ИЛИ-НЕ 4 О46 элементы ИЛИ 47, элементы НЕ 48,четыре элемента ИЛИ 49 и каналы 50,каждый из которых содержит первый51 - четвертый 54 элементы И, первый55 и. второй 56 триггеры, первый 57и второй 58 элементы ИЛИ, первый 59и второй 60 элементы случайной задержки, генератор 61 отказов, вход 62блока, первый 63 - четвертый 66 выходь о50Блок 24 работает следующим образом. В исходном состоянии триггеры55 и 56 всех каналов находятся висходном состоянии. При этом триггеры 55 обеспечивают наличие нулевых55потенциалов на выходах элементовИЛИ-НЕ 46 каналов с номерами, большими или равными номеру триггера 55.Для открытия каждого иэ элементов И 51 требуется единичный потенциалс выхода соответствующего элементаИЛИ-НЕ 46. Если свободен один из каналов 50, например, с номеромего триггер 55 находится в единичном состоянии и сигналом с его выхода исключается воэможность прохождения импульса, имитирующего поступление заявки на входы каналов с большими номерами.Импульс, поступивший на вход 62,через открытый элемент И 5 первого канала 50 и элемента ИЛИ 58 пройдет на нулевой вход триггера 55 и непосредственно с выхода элемента И 5 1 на вход элемента 59 (случайной задержки первого канала. До тех пор, пока этот импульс не появится на выходе элемента 59 задержки, триггер 55 первого канала находится в нулевом состоянии и открытым окажется лишь элемент И 51 второго канала. При поступлении следующего импульса он поступит на вход элемента 59 задержки второго канала и установит в нулевое состояние соответствующийтриггер 55 и т.д.Импульс элемента 59 задержки, появившийся на выходе через некоторое время, равное случайной длительности обслуживания, проходя через открытый (так как триггер 56 в единичном состоянии) элемент И 54, элемент ИЛИ 57, установит соответствующий триггер 55 в единичное состояние и одновременно с выхода элемента И 54 через элемент ИЛИ 49 поступает на выход 63 блока случайных временных задержек.Импульс с генератора 61, имитиРующего случайный поток отказов канала, проходит на вход второго элемента 60 случайных задержек, имитирующего процесс восстановления канала, через элемент ИЛИ 58 - на нулевой вход триггера 55, имитируя занятие канала, на нулевой вход триггера 56 и на вход элемента И 53, При этом, если. канал не занимался обслуживанием (триггер 55 находит. ся в единичном состоянии), элемент И 52 открыт, и импульс с выхода генератора 61 проходит через второй элемент ИЛИ 49 на выход 64 блока линий случайных временных задержек и сигнализирует о занятии канала, если же канал был занят обслуживанием (триггер 55 находится в нулевом3 1418состоянии), открыт элемент И 53, иимпульс генератора 61 проходит черезчетвертый элемент ИЛИ 49 на выход66 блока случайных временных задер 5жек, сигнализируя о прерывании обслуживания заявки из-за отказовканала обслуживания. В последнемслучае импульс, появившийся на выходе элемента 59 случайной задержки,не сможет пройти на выход блока задержек из-за нулевого состояниятриггера 56. Для исключения появле.ния ложного импульса на выходе элемента 59 после восстановления каналавеличина задержки сигнала в элементе 60 должна быть много больше задерж;ки в элементе 59.Импульс на выходе элемента 60случайных задержек, появившийся через случайное время, равное случайной длительности восстановления канала поступает на единичный входтриггера 56, одновременно через элемент ИЛИ 57 - на единичный вход 25триггера 55 и вместе с тем через третий элемент ИЛИ 49 на вход 65 блокаслучайных временных задержек,имитируя тем самым восстановление каналаобслуживания. Остальные каналы работают аналогично,Устройство работает следующимобразом.Режим моделирования с .повторнымобслуживанием заявок получивших отФ35каз из-за отказа каналов обслуживания, задаются подачей сигнала соответственно на входы 44 и 45 триггера 43. Когда в сети свободен хотябы один канал в первом узле, сигнална выходе многовходсвого элемента И32 отсутствует, а импульсы от генератора 1 случайного потока импульсовзаявок и с выхода., открытого в первом режиме элемента И 40 через от 4 ькрытый элемент 11 запрета, элементИЛИ 22, поступают на суммирующийвход счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и одновременночерез элемент ИЛИ 19 в блок 24 случайных временных задержек. Поступле.ние импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятыхканалов первого узла увеличивает егокод на единицу, что означает занятие одного канала. Импульс с блока5524 случайных временных задержек, появившийся на его первом выходе, через время, равное случайной длитель 7434ности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 26, который с вероятностью Р генерирует импульс по своему первому выходу и с вероятностью (1-Р) по второму. Импульс, появившийся с вероятностью Р на первом выходе вероятностно-распределительного блока 26, поступает через элемент ИЛИ .17 и открытый элемент 12 запрета на вычитанг щий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла и списывает из него единицу, имитируя тем самым освобождение одного канала. С вероятностью (1-Р) импульс генерируется на втором выходе вероятностч но-распределительного блока 26 и по ступает через элемент ИЛИ 17, элемент 12 запрета на вычитающий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, списывая из него единицу, а через элемент И 5 И 42, открытый элемент 14 запрета, элемент ИЛИ 23 - на суммирующий вход реверсивного счетчика 29 числа занятых каналов второго узла и через элемент ИЛИ 20 на вход блока 25 случайных временных задержек, имитирующего процесс обслуживания. Импульс ,с первого выхода блока 25 случайных временных задержек, задержанный на время, равное случайной длительности обслуживания, поступает на вход вероятностно-распределительного блока 27, который с вероятностью Р генерирует импульс по первому выходу и с вероятностью (1-Р) по второму выходу. Импульс по первому выходу считы, веет единицу из счетчика 29 числа занятых каналов второго узла, а импульс по второму выходу, кроме того, поступает через элемент ИЛИ 18 вновь на обслуживание в первый узел.В момент времени, когда все каналь 1 второго узла заняты, на выходе многовходового элемента И 33, связанного с разрядами счетчика 29 чиспа занятых каналов второго узла, появляется сигнал, который закрывает элемент 14 запрета, открывает элемент И 8, .импульсы с выхода элемента ИЛИ 42 поступают через открытый элемент И 8 и элемент 16 запрета на суммирующий вход реверсивного счетчика 31 заявок, стоящих в очереди второго узла, Поступление импульсана суммирующий вход счетчика 31 заявок, стоящих в очереди второго узла.30 ЗБ 40 4 Б БО ББ увеличивает его код на единицу, что означает появление н очереди еще одной заявки, На выходе многонходоного элемента ИЛИ 37 появляется сигнал, открывающий элемент И 9 и закрывающий элемент 15 запрета. Импульс на первом выходе блока 25 случайных временных задержек через вероятностно-распределительный блок ,7, элемент ИЛИ 21, открытый элемент И 9 поступает на вычитающий вход счетчика 31 числа заявок, стоя 1 цих в очереди второго узла, и одно- . временно с этим через элемент ИЛИ 20 на вход блока 25 случайных временных ,задержек, имитируя тем самым принятие на обслуживание одной из заявок, стоящих в очереди, Аналогично орга;Мизуется очередь и в первом узле.момент времени, когда все места н очереди первого узла заняты на входе многовходового элемента И 34, связанного с разрядами счетчика 30 ;числа заявок, стоящих в очереди первого узла, появляется сигнал, который открывает элемент И , закрывает элемент 13 запрета, и импульсывыхода элемента И 40, открытого р первом режиме, а так же от генератора 1 случайного потока импульсов через открытые элементы И 5 и 7 поступают в,счетчик 2 числа заявок, Получивших отказ в обслуживании. При заполнении всех мест в очереди второго узла на выходе многовходового элемента И 35, связанного с разрядами счетчика 31 заявок, стоящих Ь очереди второго узла, появляется сигнал, который открывает элемент И 10, закрывает элемент 16 запрета, и импульсы с выхода элемента И 41, открытого в первом режиме, а также с второго выхода вероятностно- распределительного блока 2 б через открытые элементы И 8 и 10 поступают на второй счетчик 4 числа заявок, получивших отказ и обслуживании.Импульс пОЯВиВшиися на Втором выходе блока, 24 случайнь 1 х временных задержек, сигнализирующий об отказе одного из свободных обслуживающих каналов, проходит через элемент ИЛИ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 28 числа занятых каналов первого узла, имитируя тем самым уменьшение числа свободных каналов1 из-за отказа одного из них. Импульс,появившийся на третьем выходе блока 24, через элемент ИЛИ 17 поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 28, имитируя тем самым освобождение одного .канала вследствие его восстановления. Импульс, появившийся на четвертом выходе блока 24 случайных временных задержек, сигнализирующий о наличии недообслуженной,заявки из-за отказа канала обслуживания, поступает на вход счетчика 38 и на вход открытого н перном режиме элемента И 40, имитируя тем самым повторное поступление на обслуживание заявки, недообслуженной из-за отказа канала обслуживания. Аналогично происходит функционированйе :во втором узле.Статистические характеристики функционирования системы массового обслуживания (сети массового обслуживания) вычисляются известными методами на основе 1 оказаний счетчиков. Формула изобретения Устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее генератор случайного потока импульсов заявок, счетчик общего числа заявок, первый и второй счетчики заявок, получивших отказ в обслуживании, с первого по шестой элементы И, с первого по шестой элементы запрета, с перного по седьмой элементы ИЛИ, первый и второй блоки случайных временных задержек,.первый и второй Вероятностно-распределительные блоки, с первого по чефгнертый ренерсивные счетчики, с первого по четвертый многонходовые элементы И, первый и второй многонходовые элементы ИЛИ, первый и второй счетчики числа заявок получивших отказ в обслуживании из"за отказов обслуживающего прибора, разрядные выходы первого реверсивного счетчика, соединенные соответственно с входами первого многонходового элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и управляющему входу первого элемента запрета, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И и информационным входом второго элемента запрета, Выход которого подключен к нычитающему Вхо, ду первого реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен с информационным входом третьего элемента запрета и с первым входом тре 5 тьего элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика числа заявок, получивших отказ в обслуживании, выход генератора случайного потока импульсов заявок под ключен к счетному входу счетчика числа заявок и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И и информационному входу 15 первого элемента запрета, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого блока случай ных временных задержек, первый и вто рой выходы вероятностно-распределительного блока подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента запрета соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к. входу второго блока случайных временных задержек, первый .и второй выходы второго вероятностно-распределительного уст ройства соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, второй выход второго веро. ятностно-распределительного блока подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом пятого элемента запрета, выход которого соединен с вычитающим входом 40 второго реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами второго многовходового элемента И, выход которого подключен к первому входу 45 червертого элемента И и управляющему входу четвертого элемента запрета, разрядные выходы третьего реверсивного счетчика соединены соответственно с входами первого многовходо вого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента; И, разрядные выходы четвертого реверсивного счетчика подключены " соответственно к входам второго многовходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И и управляющему входу пятого элемента запрета, второй 1 ч 18743 8вход третьего элемента И и управляющий вход третьего элемента запретаобъединены и подключены к выходутретьего многовхсдового элементаИ, входы которого соединены соответственно с разрядными выходами третьего реверсивного счетчика, выходчетвертого элемента И подключен кпервому входу шестого элемента И иинформационному входу шестого элемента запрета, выходы которых соединены соответственносо счетнымивходами второго счетчика числа заявок, получивших отказ в.обслуживании, и суммирующим входом четвертогореверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами четвертого многовходового элемента И, выход которогоподключен к второму входу шестогоэлемента И и управляющему входушестого элемента запрета, выход второго элемента И соединен с вторымвходом третьего элемента ИЛИ ивычитающим входом третьего реверсивного счетчика, а выход пятого элемента И подключен к второму входучетвертого элемента РПИ и вычитающе"му входу четвертого реверсивного счетчика, выхоц третьего элемента запретасоединен .с суьиирующим входом третьего реверсивного счетчика первые выходы первого и второго блоков нучай."ных временных задержек подключены соответственно к входам первого и второго вероятностно-распределительныхблоков, вторые выходы первого ивторого блоков случайных временньгх задержек соединены с.первыми входамисоответственно шестого и седьмогоэлементов ИЛИ, вторые входы которыхсоединены соответственно с выходамипервого и четвертого элементов запрета, а выходы шестого и седьмогоэлементов ИЛИ подключены к суммирующим входам соответственно первогои второго реверсивных счетчиков, третьи выходы первого и второго блоковслучайных временных задержек соединены с третьими входами соответственно первого и пятого элементов ИЛИ,четвертые выходы первого и второгоблоков случайных временных задержекподключены к счетным входам соответ"ственно первого и второго счетчиковчисла заявок, получивших отказ вобслуживании из-за отказов обслуживающего прибора, о т л и ч а ю щ е е с я9, 141 тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства ва счет моделирования повторного обслуживания заявок, недообслуженных иэ-эа отказов обслухивающих приборов, оно дополнительно содержит шестой и седьмой элементы И, восьмой рлемент ИЛИ и триггер, входы которого являются входами установки режима работы устройства, прямой выход триггера подключен к первым входам седьмого ивосьмого элементов И, вторые входы которых соединены с четверты 8743ми выходами соответственно первогон второго блоков случайных временныхзадержек, выход седьмого элемента Иподключен к третьему входу второгоэлемента ИЛИ, а выход восьмого элемента И соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму выходу перво 1 р го вероятностно-распределительногоблока, а выход восьмого элементаИЛИ подключен к второму входу четвертого элемента И и информационномувходу четвертого элемента запрета,418743 оставиетль В.Фукаловехред М.Ходанич Корректор М,Васильева актор Н,Рогу аказ 4156/48 ВНИИ ите кры п 13035ая на Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 704ПИ Государственного кделам изобретений иМосква, Ж, Раушск Подписноеа СССРийд, 4/5